Влияние искусственной воздушной струи на динамику захвата беспилотного летательного аппарата аэрофинишером
Авторы: Щеглов Г.А., Васильев Ф.Ан.
Опубликовано в выпуске: #1(157)/2025
DOI: 10.18698/2308-6033-2025-1-2416
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Проектирование, конструкция, производство, испытания и эксплуатация летательных аппаратов
Представлены результаты численного моделирования процесса укороченной посадки беспилотного летательного аппарата (БПЛА) с захватом его в воздухе устройством с аэрофинишером. Изучается влияние, которое оказывает воздействие искусственно созданных струй на динамику захвата аппарата. В программном пакете SolidWorks Flow Simulation выполнена оценка силового воздействия струи на БПЛА. Полученные результаты применяются в программе MSC Adams для численного моделирования параметров динамики захвата БПЛА. Рассмотрены расчетные случаи, характеризующиеся различной ориентацией струй, различным числом струй, различным диаметром источника, а также разным уровнем силового воздействия струи. Показано, что воздействие одной или нескольких струй на БПЛА может оказывать как негативное, так и позитивное влияние на динамику его захвата посадочным устройством вследствие существенной зависимости результатов от направления, длительности воздействия и силы струй. В результате исследования выяснилось, что достигнутое максимальное снижение нагрузок в процессе захвата составило около 16 %.
EDN YPOJFM
Литература
[1] Fahlstrom P.G., Gleason T.J. Introduction to UAV systems. Fourth Edition. A John Wiley & Sons, Ltd., Publ., 2012, 280 p.
[2] Горячев Н.В., Ергалиев Д.С., Полтавский А.В., Кошелев Н.Д., Юрков Н.К. Беспилотные летательные аппараты. Проблемы проектирования и эксплуатации. Пенза, Изд-во Пензенского государственного университета, 2023, 306 с.
[3] Gacovski Z., ed. Unmanned Aerial Vehicles (UAV) and Drones. Arcler Press, 2020, 431 p.
[4] Кувяткина Н.В., Прошин А.А., Горячев Н.В., Юрков Н.К. Применение БПЛА в доставке грузов. NovaInfo, 2019, № 106, с. 22–25. URL: https://novainfo.ru/article/17093 (дата обращения: 17.11.2024).
[5] Sorbelli F.B. UAV-Based delivery systems: a systematic review, current trends, and research challenges. ACM J Auton. Transport. Syst., 2024, vol. 1, no. 1, Article 1. URL: https://dl.acm.org/doi/10.1145/3649224 (дата обращения: 17.11.2024).
[6] Аленченков Г.С., Пушкарев А.Э., Пушкарева Л.А. Классификация и синтез механизмов старта беспилотных летательных аппаратов. Интеллектуальные системы в производстве, 2013, № 1 (21), с. 66–69.
[7] Lesonen O.S., Nazarenko P.A., Ovchinnikova N.A. Landing methods of unmanned aerial vehicle. In: Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems (WECONF), 2020, ID 9131459. https://doi.org/10.1109/WECONF48837.2020.9131459
[8] Eriksson M., Ringman P. Launch and recovery systems for unmanned vehicles onboard ships. A study and initial concepts. Master Thesis, 2013, 96 p. URL: http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:783979/FULLTEXT01.pdf (дата обращения: 17.11.2024).
[9] Bylinovich E.S., Rudenko M.S., Vahman B.A., Manihin I.V. System for landing on the ship deck in the conditions of intense wind and sea wave of an unmanned aircraft type “aircraft” with a screw engine. Patent RU130964U1, 10.08.2013. URL: https://patents.google.com/patent/RU130964U1/en?oq=RU+130964+U1 (дата обращения: 17.11.2024).
[10] McDonnell W.R. Launch and recovery system for unmanned aerial vehicles. Patent WO2001007318A1. 01.02.2001. URL: https://patents.google.com/patent/WO2001007318A1/en (дата обращения: 17.11.2024).
[11] Watts M.A., Root G.R. Jr., Adamski D.M. UAV recovery system. Patent US7219856B2, 22.05.2007. URL: https://patents.google.com/patent/US7219856B2/en?oq=US+7219856 (дата обращения: 17.11.2024).
[12] Deng Z., Bing F., Guo Z., Wu L. Rope-hook recovery controller designed for a flying-wing UAV. Aerospace, 2021, vol. 8 (12), no. 384, 22 p. https://doi.org/10.3390/aerospace8120384
[13] Chengjing M., Xing’an L., Caiwen Z. Parameter research of UAV vertical rope-type recovery system. MATEC Web of Conferences, 2018, vol. 179, ID 03001. https://doi.org/10.1051/matecconf/201817903001
[14] Pei J., He C., Wang T., Li Y. Dynamics analysis of rope-hook recovery system for fixed-wing UAV. Journal of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, vol. 49, pp. 693–698. https://doi.org/10.16356/j.1005-2615.2017.05.013
[15] Васильев Ф.А., Подколзин В.Г., Щеглов Г.А. Численное моделирование динамики захвата беспилотного летательного аппарата устройством с упругим аэрофинишером. Вестник Московского авиационного института, 2023, т. 30, № 4, с. 79–87.
[16] Профиль MH45 9.85 %. Airfoil tools. URL: http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=mh45-il (дата обращения: 17.11.2024).
[17] ГОСТ 4401–81. Атмосфера стандартная. Параметры. Москва, ИПК Изд-во стандартов, 2004, 180 с.
[18] Van de Giesen B.J.M., Penders S.H.A., Loomans M.G.L.C., Rutten P.G.S., Hensen J.L.M. Modelling and simulation of a jet fan for controlled air flow in large enclosures. Environmental Modelling and Software, 2011, vol. 26 (2), pp. 191–200. https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2010.07.008